海蒂拉玛又火了，在网上一堆电学发明家的照片中，她的绝世容貌自然会引发关注。有网友说“她长得好像费雯丽啊~”，看来这个网友并不了解情况，在上世纪的三四十年代，美国媒体称海蒂拉玛是全世界最美丽的女人，费雯丽以长得像她而自豪。
海蒂拉玛是好莱坞电影明星，作为史上首位全裸出境的明星主演了影片《神魂颠倒》，当时搞得很多人神魂颠倒，包括她的首任丈夫曼德尔，一位非常有钱的奥地利军火商。曼德尔疯狂追求海蒂拉玛并成功娶她为妻，婚后就要她退出了演艺界，甚至不让她出家门，并动用大笔资金收购这部影片的拷贝，以防外人看到他老婆的美丽。
曼德尔是个见钱眼开的商人，为纳粹提供了大量军火，跟纳粹高层来往甚密，甚至成为了希特勒和墨索里尼的座上宾。海蒂拉玛的美貌和名气是曼德尔社交的利器，曼德尔带着她与各种高层人士交流，带着“全世界最漂亮的女人”参加各种宴会沙龙，可以想象出曼德尔当时的暗爽和得意。
曼德尔在跟纳粹高官讨论绝密的武器性能问题时也不让她回避，甚至让她作记录员，他们不觉得一个女演员能听懂什么。曼德尔疏忽了两件事，一是海蒂拉玛当演员前是学通信专业的，而且是那种数学功底很好的聪明学生；二是海蒂拉玛是一个坚定的反纳粹者。在曼德尔与德军武器专家讨论潜艇与鱼雷的通信时，坐在一旁笑语嫣嫣的海蒂拉玛心中已经了然，甚至比曼德尔想得更深更远。
海蒂拉玛实在无法容忍继续跟一个纳粹生活，但曼德尔又绝无可能放她走，有一天她抓住机会，药倒佣人后翻窗跑了，奔向了自由世界。
海蒂拉玛的逸闻网上有很多，《神魂颠倒》的种子也请自己去找，本文的重点在于她的科学贡献，前面的描写只是引子，重点内容从下面开始。
在海蒂拉玛所处的年代，军用电台通信遇到了很难解决的干扰问题。如下图所示，蓝色信号本来好好工作着，被一个同频的红色信号干扰了，蓝色信号躲躲躲，换了一个新的频率接着工作，而红色信号追上门来继续干扰。
这种同频干扰模式早已有之，只不过以前的干扰追踪能力不行，蓝色信号被干扰后，可以在半分钟内改频，而红色干扰信号却很难再找到它。想象一下，你细细地旋转收音机的调频旋钮，去找一个不知道频率的节目，那得有多费劲。
但在海蒂拉玛时代，出现了自动扫频的设备，蓝色信号改频需要半分钟，而红色信号只需要几秒钟就能扫到蓝色信号的新频率，干扰就像附骨之蛆之样无法摆脱。
那该如何对抗干扰呢？获得自由的海蒂拉玛开始研究起了这个科学问题，借助多年来从纳粹军火商那里学来的武器知识，并受钢琴按键的启发，她发明了一种类似自动钢琴的保密通信系统，并于1942年获得了专利。
这个保密通信系统是什么原理呢？海蒂拉玛的想法是这样的：钢琴的每一个按键都是一个独立的音频，传统的莫尔斯电报就好比是只使用一个按键，并通过这个单音频的点划节奏来传递信息，而一旦这个单音频被侦察后干扰，其后面的通信就失败了。例如下图就是敌方使用2个时间单位进行了侦察，并成功地干扰了后续的通信。
而如果使用多个频率，并且规定在每个时间单位里只使用一个不同的频率，例如在下图中，时间1中使用频率2，时间2中使用频率4……时间7中使用频率1。因为频率是随着时间而跳变的，所以这种通信方式就叫作“跳频”。
频率跳变的时间间隔T，一定要比敌方侦察的最短时间还要短，这样敌人就扫描不到你的频率了。而接收此报文的战友也有上面这张“跳频图案”，知道在什么时刻该跳到哪个正确的频率上去接收，这就构成了保密通信系统。
您一定看出来了，跳频通信的关键点有两个，除了上面这张跳频图案，还必须要“同步”，即收发两方要精准对表，保证频率跳变的节奏完全一致，否则即使有跳频图案，节奏不对茬也不行。
必须指出的是，这种跳频思想并不是海蒂拉玛首创的，她把前人的思想做了改进，并做出了具体的工程实现，图纸画得非常漂亮，这是一项很了不起的发明。
海蒂拉玛到军方游说，希望军队采用她发明的这套保密通信系统，技术研讨时来了非常多的军人，而他们平时对科技问题是毫不关心的。他们围在海蒂拉玛身边，听她讲保密通信系统的原理，但照片显示，没有一个人的目光停留在她画的图上，都是在看她本人，很多人的眼神都不对了。
当时的军方并没有采用她的方案，不是因为方案不好，而是觉得难以实现。直到十多年后，这种跳频通信设备才被应用到军方，并在抗干扰通信方面发挥了重大作用，当前全世界各国的军队都普遍使用跳频电台。
更重要的是，她的发明对后来的3G手机通信具有重要意义，1997年美国电子前沿基金会授予了她先锋奖，海蒂拉玛也被尊称为扩频通信之母。那为什么有些专业人员称她的成就被夸大了？甚至说她搞的就不是扩频呢？这是下一段要深入分析的内容。
通信攻防就是一对冤家，魔高一尺道高一丈，三十年河东三十年河西。阶段一是防御方（通信方）技高一筹，攻方（电子干扰方）的手动侦察跟不上改频的节奏；阶段二是攻方技高一筹，原因是有了自动化的电子扫频设备；阶段三是防御方技高一筹，海蒂拉玛的跳频通信令攻方无计可施。后来又出现了阶段四，超高速扫频侦察手段出现了，防御方50毫秒一跳，而攻方搜索到新频率只需要1毫秒，然后把后续的49毫秒干扰掉。
这该如何应对呢？正常的想法就是再跳快些，让攻方抓不到我，科学家们也是这样做的，他们研制出了50微秒一跳的设备，请注意这可比50毫秒快了1千倍。但悲催的是，攻方也研制出了更高速的扫频设备，你躲得快我追得更快。
此路不通该咋办？科学家们换思路了，既然“躲”不过去，那我就“藏”。您瞅瞅，科学家的思路是不是跟捉迷藏的小孩子一个样？是的，科学方法的本质都是极简单的，只是没人把本质提炼出来，因此才会令您觉得高深莫测。
咋藏呢？那先要分析“敌人为什么能侦察到我的信号？”。原因是我的信号功率比环境噪声高，好比是平原上站了只长颈鹿，远远高过了杂草灌木，猎人大老远就能看得见。
而如果换成一条大蟒蛇，那就不容易发现了，因为它的身躯藏在了杂草灌木下面。受这个道理启发，如果我们把信号的能量散布到更大的带宽里面，那敌人岂不是就发现不了了？
这个思路超赞，但您一定会有一个疑惑，虽然敌人侦察不到了，但接收该信号的战友也收不到了啊？这个不用担心，我在把这个信号功率“压扁”的过程中，使用了一组特殊的序列，而战友可以通过这组序列把蟒蛇恢复成长颈鹿。简单来说，就是在敌人的望远镜里，信号是藏在杂草灌木中的大蟒蛇，而在战友的望远镜中，信号就变成了一只很显眼的长颈鹿。
这就好比是我有一个馒头，你总是要咬一口，而一口下去一半就没了，那我该咋办呢？
我不能阻挡你咬一口，但我可以把馒头换成长长的面条，随便你从哪里咬一口，而这一口真正吃到嘴里的面量就会非常小了。
如果想一口就咬掉所有面条，你得有几米宽的大阔嘴，如果是龙须面那就得要求上百米宽的超级阔嘴了。切换到原问题，如果敌人想将扩展了上千倍频谱的新信号压制住，则需要上千倍的干扰功率，而这是极难办到的。
馒头变面条的过程，就是利用一组序列将频率扩展的过程，这种方式叫做“直接序列扩频”。在一些人看来，这才是扩频嘛，而海蒂拉玛搞的只是跳频，凭什么被尊称为扩频之母呢？
这些人的认知狭隘了，直接序列扩频并不是扩频的全部，只是扩频的一种。而海蒂拉玛的跳频也是扩频的一种，是由传统的单频方式扩展成多个频率，这也是频率的扩展嘛，而海蒂拉玛的发明最早，具有开拓性的意义，她被称为扩频之母当之无愧。而被称为Wi-Fi之母就牵强了，虽然Wi-Fi原理也跟扩频有关，但另有发明人。
每次我开通信课，都会在绪论中把海蒂拉玛美颜不可方物的照片投放出来，在同学们的惊呼感叹中介绍她的科学贡献和传奇人生，以及她的人生苦恼。她的人生苦恼是：六任丈夫无论是大亨还是艺术家，都在她面前自惭形秽，她需要一个在她面前充满自信的丈夫而不可得。我觉得可以理解她曾经的丈夫们，在这样一位具有重大科学贡献的全世界最美丽的女人面前，精神上很难强势。
最后说一个感慨，国内很重视领导干部的终身学习，您肯定知道国家领导人会定期听专家教授讲课，而省部级领导干部和机关工作人员也有这样的经常性的学习制度，我有幸是这个层级的一名授课人。微博上认识我本人的网友很多，我当然不敢编瞎话吹牛。
您可能奇怪，“你还只是一名副教授嘛，为啥放着那么多的知名正教授不请，而会请你？”道理很简单，那些人的专业水准太深，非通信专业的人根本听不懂。而我却有将复杂专业问题通俗化的能力，我的讲座外行都能听懂，而且还能领悟所讲技术的要点。
我每年都会到各地做信息化知识讲座，反响确实很好，很遗憾最近约好的某省武警总队的课被取消了，他们都去抗洪了，很希望等他们回来休整时，我自担差旅不要报酬去给他们补上这一课。
本文有多大的价值呢？我个人觉得，海蒂拉玛生平轶事部分一文不值，网上的介绍已经很多了，这部分只是此文的引子。有价值的是对跳频通信原理和直接序列扩频的科普，这就是我去各地巡回给领导和机关干部讲课的一部分内容，我曾花费了大量精力将之通俗化到这种地步，我保证您从没有见过这样的表述，而且保证您能看得懂。
这部分内容价值多少？若放在常规的外地邀请授课，各项成本加起来要几千块，而在网络上我要求的仅仅是您打赏几块钱。
